chapter 9 광전자공학

분배망과 광 부품

지금까지 우리는 점대점 단바향 링크에 관해서만 고려하였다. 그러나 광파이버의 융통성은 동시에 하나의 파이버에 의해서 양쪽 방향으로 신호를 전송할 수 있는 양방향 시스템의 설계를 가능토록 하므로 광파이버를 통하여 여러 대의 단말기에 정보를 분배할 수있다. 이러한 다중단말기 구조는 여러 가지 응용분야들에 사용되며, 중요한 응요분야 중의 하나는 제한된 지역에있는 입력,출력 장치들을 상호연결하는 LAN일 것이다. 여러 개의 건물로 구성되는 캠퍼스 또는 하나의 건물 등과 같은 제한된 지역이 하나의 예가 된다.

사무실 LAN은 건물 내 도처에 깔린 비디오모니터와 워크스트이션을 포함하며, 사용자는 각각의 단말기에서 전자 데이터 파일, 계산 프로세서, 비디오 텍스트 장비, 컴퓨터 프린터 그리고 원격 복사기와 같은 다양한 장치에 접근할 수 있다.

컴퓨터 그 자체는 LAN에 의해서 연결되고 비디오 영상회의를 위한 장치에 접근 할 수 있다. 컴퓨터 그 자체는 LAN에의해서 연결되고 비디오 영상회의를 위한 장치 또한 포함될 수 있다.

광파이버 LAN에서 광파이버는 상홍ㄴ결된 장치 사이에 정보를 전송하게 되며, 도선과 비교하여 광파이버의 장점은 보안성이 높고 경량이며 넓은 대역폭을 갖는다는 점이다.

또다른 응용분야를 예를 들면, 생산 설비에 설치된 LAN은 가동을 제어하고 감시하는데있다. 1.5절에서 설명한 바와 같이 확장된 LAN으로써광파이버화로 구축된 도시를 구성할 수 있다.

광파이버는 전술명령시스템에서 여러 위치 사이에서의 통신에 적합하다. 광파이버 케이블의 경량성은 망을 설치하는데 소요되는 시간을 단축하게 된다. 광통신의 보안성은 이러한 다중단말기 응용분야에서 큰 장점이다.

이 장에서는 기본적인 시스템의 구성과 하나의 송수신기에 연결된 단방향 링크의 단일 광채널에 국한하지 않고 정보를 분배하는 요소인 기본적인 시스템의 구성과 광부품들을 설명한다.

9.1 분배망

방향성 결합기는 다양한 분배망의 기본 구성요소가 된다. 그럼 9.1 은 4단자 방향성 결합기를 나타내며전력 흐름이 가능한 방향을화살표로 표시하였다.

이러한 결합기의 특성을 설명하기 위하여 결합기의 단자 1에 전력 p1이 인가된다고 가정한다.이 전력은 요구되는 분광비에 따라서단자 2와 3으로 나뉜다. 이상적으로는 분리된 단자 4에는 전력이 전달되지 않게되며 단자 2에서 발생하는 전력은 단자 3으로부터 발생하는 전력보다 크거나 같다고 가정할 수있다. 이러한 경우, 결합 손실 특성은 데시벨로 다음과 같이 정의한다.

1.투과손실

2.탭손실

3.지향성

4.초과손실

이것은 결합기 내부에서의 전력손실을 나타낸 것으로 복사,산란,흡수와 결합 등을 포함한다.

이상적인 결합기에서는 단자 4 에는 전력이 전달되지 ㅇ낳고 전력 손실도 없으므로 단자 2와 단자 3에서의 전력은 입력 전력과 같게되어 초과 손실은 0이 된다.

보통 성능이 우수한 방향성 결하기들은 1db보다 적은 초과 손실과 40db보다 큰 지향성을 갖는다.

분광비는 2/3으로 2개의 출력 단자의 전력비를 나타낸다. 가끔 결합기 특성을 탭 손실로 기술하는데, 예를 들어 10dB 결합기라 하면 10dB의 탭손실을 갖는 결합기를 말한다. 표 9.1 은 여러 종류의 이상적인 결합기들에 대한 분광비, 탭 손실, 투과 손실의 값을 나타내고 있다.

무손실 결합기에 대해서는 2=1-3 가 되므로 식 9.1의 투과 손실은 다음과 같으며

Lthp=-10log10(1 - 10 ^ (-Ltap/10))

탭 손실과 투과 손실 사이의 관계를 나타낸다.

다음의 예제는 초과 손실에 투과와 탭 손실이 어떻게 변화하는지 보여준다.